樁基高應(yīng)變檢測技術(shù)講義237圖文豐富

高應(yīng)變檢測技術(shù)主講人：關(guān)磊天津市大地海陸巖土工程技術(shù)開發(fā)有限公司2016年6月提綱1、高應(yīng)變的基本理論2、檢測系統(tǒng)3、現(xiàn)場檢測4、檢測數(shù)據(jù)分析與判定5、檢測實例與波形匯編6、高應(yīng)變的若干問題1、高應(yīng)變的基本理論

1.1高應(yīng)變的基本概念1.2應(yīng)力波在樁中傳播的基本規(guī)律1.3承載力計算1.4完整性系數(shù)計算1、高應(yīng)變的基本理論1.1高應(yīng)變的基本概念

1、高應(yīng)變的基本理論高應(yīng)變定義高應(yīng)變檢測的目的高應(yīng)變的歷史發(fā)展

（1）高應(yīng)變定義1.1高應(yīng)變的基本概念

用重錘沖擊樁頂，實測樁頂附近或樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進(jìn)行判定的檢測方法。PWRWR

vi1.1高應(yīng)變的基本概念（2）概念中的幾個要點(diǎn)1.1高應(yīng)變的基本概念

用重錘沖擊樁頂，實測樁頂附近或樁頂部的速度和力時程曲線，通過波動理論分析，對單樁豎向抗壓承載力和樁身完整性進(jìn)行判定的檢測方法。概念中的幾個要點(diǎn)：重錘實測速度和力信號波動理論分析承載力和樁身完整性

1.1高應(yīng)變的基本概念重錘什么是重錘重錘大小重錘作用1.1高應(yīng)變的基本概念有一定質(zhì)量（重量）形狀規(guī)整能夠沖擊樁頂產(chǎn)生沖擊力1.1高應(yīng)變的基本概念合適適的的錘錘重重應(yīng)應(yīng)該該是是沖沖擊擊樁樁頂頂時時，，可可以以產(chǎn)產(chǎn)生生足夠夠的能能量量，，把把樁樁打動動，而而又又不破破壞壞樁。把樁樁打動動，兩兩層層意意思思，，一一是是樁樁產(chǎn)產(chǎn)生生相相對對位位移移；；一一是是激激發(fā)發(fā)出出足足夠夠的的土土阻阻力力。。對于于嵌嵌巖巖樁樁、、擴(kuò)擴(kuò)底底樁樁等等樁樁型型，，沖沖擊擊樁樁頂頂產(chǎn)產(chǎn)生生物物理理意意義義的的位位移移非非常常困困難難，，樁樁頂頂打打壞壞也也不不一一定定能能打打動動，，這這時時候候能能夠夠激激發(fā)發(fā)出出足足夠夠的的反反力力即即土土阻阻力力（（包包括括樁樁側(cè)側(cè)和和樁樁端端，，主主要要是是樁樁端端））就就可可以以了了。。1.1高應(yīng)變的的基本概概念重錘沖擊擊樁頂?shù)牡淖饔檬鞘钱a(chǎn)生沖沖擊力，，施加在在樁頂。。樁受到?jīng)_沖擊力后后，向下下運(yùn)動會會受到樁樁周土對對樁阻力力。也就是說說：重錘錘沖擊樁樁頂后樁樁身受力力會增加加兩個力力，一個個是錘對對樁的沖沖擊力，，一個是是土對樁樁的阻力力。1.1高應(yīng)變的的基本概概念1.1高應(yīng)變的的基本概概念概念中的的幾個要要點(diǎn)：重錘實測速度度和力信信號波動理論論分析承載力力和樁樁身完完整性性1.1高應(yīng)變變的基基本概概念為什么么實測測速度度和力力信號號PWRWRvi1.1高應(yīng)變變的基基本概概念前面講講過重重錘沖沖擊樁樁頂產(chǎn)產(chǎn)生沖沖擊力力，樁樁在沖沖擊力力作用用下向向下運(yùn)運(yùn)動會會受到到土的的阻力力。土土阻力力就是是樁的的承載載力了了。承載力力檢測測的目目的就就是測測量到到這個個土阻阻力的的大小小。1.1高應(yīng)變變的基基本概概念PF靜F靜=R側(cè)+R端R側(cè)R端F靜=1000kN樁看作作是彈彈性體體，受受到外外力后后樁身身發(fā)生生壓縮縮，可可以用用單元元塊和和連接接彈簧簧來表表示。。假設(shè)最最大加加載1000kN，加載載穩(wěn)定定后，，樁身身受力力左圖圖所示示，包包括樁樁頂荷荷載、、樁側(cè)側(cè)土阻阻力和和樁端端土阻阻力，，這是是受力力是平平衡的的。所所有彈彈簧處處于壓壓縮狀狀態(tài)，，單元元塊是是靜止止不動動的。。R側(cè)R端1.1高應(yīng)變變的基基本概概念選取任任意一一段樁樁身，，在上上下斷斷面安安裝傳傳感器器測量量上下下斷面面的內(nèi)內(nèi)力值值，這這兩個個值由由于樁樁身側(cè)側(cè)面土土阻力力的存存在，，上斷斷面內(nèi)內(nèi)力值值大于于下斷斷面內(nèi)內(nèi)力值值，兩兩者之之差就就是該該段樁樁身的的樁側(cè)側(cè)土阻阻力，，這就就是樁樁身內(nèi)內(nèi)力法法測量量樁周周土阻阻力的的原理理。靜載試試驗時時，每每級荷荷載是是恒定定的，，每級級加載載時間間相對對樁身身壓縮縮變形形所用用時間間大得得多，，進(jìn)行行受力力分析析時可可以忽忽略加加載過過程的的分析析。F靜tmin1.1高應(yīng)變變的基基本概概念PF動R側(cè)R端F動R側(cè)R端F動tmsFmax=1000kN高應(yīng)變檢檢測重錘錘沖擊樁樁頂時，，沖擊力力不是一一個恒值值是一個個變量，，如上圖圖所示，，而且沖沖擊作用用時間極極短，大大約幾個個毫秒就就完成。。沖擊力力作用時時間相對對整個樁樁身壓縮縮變形所所用時間間要小得得多。1.1高應(yīng)應(yīng)變變的的基基本本概概念念F動R側(cè)R端在某某一一單單元元塊塊受受到到?jīng)_沖擊擊力力的的瞬瞬間間，，還還未未運(yùn)運(yùn)動動時時，，彈彈簧簧不不受受力力，，隨隨著著單單元元塊塊的的運(yùn)運(yùn)動動，，彈彈簧簧開開始始壓壓縮縮受受力力，，并并將將沖沖擊擊力力向向下下一一單單元元塊塊傳傳導(dǎo)導(dǎo)。。在沖沖擊擊力力作作用用下下，，單單元元塊塊運(yùn)運(yùn)動動速速度度不不斷斷增增加加。。而而彈彈簧簧的的壓壓縮縮反反力力隨隨著著位位移移增增加加也也不不斷斷增增加加，，直直到到與與沖沖擊擊力力相相同同，，然然后后彈彈簧簧不不再再壓壓縮縮開開始始反反彈彈，，單單元元塊塊速速度度為為零零并并開開始始反反向向運(yùn)運(yùn)動動。。1.1高應(yīng)應(yīng)變變的的基基本本概概念念F動R側(cè)單元塊的的運(yùn)動，，受作用用于單元元塊的合合力決定定。對任意單單元塊，，受到的的力有上上一單元元塊通過過彈簧傳傳來的沖沖擊力、、下方彈彈簧壓縮縮后的反反力和樁樁側(cè)土的的摩阻力力。這些力的的合力決決定了單單元塊的的運(yùn)動形形式，反反過來通通過測量量單元塊塊的運(yùn)動動形式可可以求解解單元塊塊的受力力情況。。1.1高應(yīng)變的的基本概概念F動R側(cè)R端相鄰單元元塊靠彈彈簧連接接，通過過彈簧將將沖擊力力向下傳傳遞，通通過測量量彈簧的的形變變變化，就就可以計計算出該該位置的的樁身內(nèi)內(nèi)力大小小。比較相鄰鄰彈簧的的內(nèi)力，，即可知知道相鄰鄰彈簧間間單元塊塊的樁周周側(cè)阻力力。測量所有有彈簧的的內(nèi)力，，理論上上即可得得到整個個樁周土土阻力。。1.1高應(yīng)變的的基本概概念高應(yīng)變檢檢測時，，通過安安裝在樁樁身的加加速度傳傳感器測測量質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)也就是是單元塊塊的運(yùn)動動狀態(tài)。。通過測測量兩個個質(zhì)點(diǎn)之之間的形形變狀況況測量樁樁身內(nèi)力力的變化化狀態(tài)。。并相應(yīng)應(yīng)繪制速速度和力力的時程程曲線。。這里測量量的是安安裝傳感感器位置置的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動和和力的變變化狀況況，也就就是該位位置質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的振動動曲線。。1.1高應(yīng)變的的基本概概念樁身質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)在受到到瞬間的的沖擊力力后，開開始振動動，并通通過相鄰鄰的質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)將振動動沿著樁樁身傳播播，形成成應(yīng)力波波。質(zhì)點(diǎn)振動動不但受受沖擊力力影響，，還受土土阻力影影響、下下部樁身身質(zhì)點(diǎn)振振動向上上傳播的的影響，，按照到到達(dá)的時時間即可可繪制出出質(zhì)點(diǎn)振振動時程程曲線。。上圖。。1.1高應(yīng)變的的基本概概念概念中的的幾個要要點(diǎn)：重錘實測速度度和力信信號波動理論論分析承載力和和樁身完完整性1.1高應(yīng)變的的基本概概念F動R側(cè)R端樁身所有有質(zhì)點(diǎn)在在空間上上的運(yùn)動動規(guī)律，，以機(jī)械械波形式式來表現(xiàn)現(xiàn)，為縱縱波。其其運(yùn)動可可以用波波動理論論來分析析?？v波將質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振振動在介介質(zhì)內(nèi)傳傳播，不不同介質(zhì)質(zhì)的接觸觸面質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)振動會會發(fā)生變變化，并并將這種種變化反反向傳播播，形成成反射波波。1.1高應(yīng)變的的基本概概念概念中的的幾個要要點(diǎn)：重錘實測速度度和力信信號波動理論論分析承載力和和樁身完完整性1.1高應(yīng)變的的基本概概念F動R側(cè)R端質(zhì)點(diǎn)振動動會受到到樁周土土阻力影影響，分分析這種種影響的的大小，，即可得得到樁的的承載力力。介質(zhì)發(fā)生生變化，，質(zhì)點(diǎn)振振動也會會發(fā)生變變化，那那么當(dāng)樁樁身出現(xiàn)現(xiàn)缺陷、、截面大大小變化化均會產(chǎn)產(chǎn)生振動動形成反反射波，，測量并并分析這這種反射射波，即即可得到到樁身的的質(zhì)量變變化情況況。1.1高應(yīng)變的的基本概概念以上介紹紹了高應(yīng)應(yīng)變的概概念。通通過對其其概念的的分析，，我們已已經(jīng)簡單單了解高高應(yīng)變檢檢測的基基本原理理。高應(yīng)變是是通過測測量質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的運(yùn)動（實際上上是直接接測量加加速度，，然后積積分得到到速度））、樁身身的應(yīng)變變化化（力）來來分析樁樁的承載載力和完完整性，，因為測測量的數(shù)數(shù)據(jù)是測測量對象象在動力作用用下（沖擊擊力）的的運(yùn)動形態(tài)態(tài)，因此稱稱為動力力檢測或或動測。1.1高應(yīng)變的的基本概概念①判定定單樁豎豎向承載載力是否否滿足設(shè)設(shè)計要求求。（主主要目的的）②檢測測樁身缺缺陷及位位置，判判定樁身身完整性性類別。。③分析析樁側(cè)和和樁端阻阻力。④進(jìn)行行打樁監(jiān)監(jiān)控。（3）高應(yīng)變檢檢測目的的1.1高應(yīng)變的的基本概概念1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律1.3承載力計計算1.4完整性系系數(shù)計算算1、高應(yīng)變變的基本本理論1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律應(yīng)力波基基本概念念樁與一維維應(yīng)力波波一維應(yīng)力力波的傳傳播特性性土阻力引引發(fā)的應(yīng)應(yīng)力波（1）應(yīng)應(yīng)力波基基本概念念振動和波波動應(yīng)力波的的產(chǎn)生應(yīng)力波的的分類應(yīng)力波的的傳播1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律機(jī)械振動動：物體（（質(zhì)點(diǎn)））或系統(tǒng)統(tǒng)在平衡衡位置附附近以某某種方式式進(jìn)行的的往復(fù)運(yùn)運(yùn)動。質(zhì)點(diǎn)速度度是指單位時時間里質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其其平衡點(diǎn)點(diǎn)附近運(yùn)運(yùn)動時的的位移變變化量；；或：質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在其其平衡點(diǎn)點(diǎn)附近往往復(fù)運(yùn)動動的速度度。一般只有幾cm/s。波動：機(jī)械振動在在連續(xù)介質(zhì)中中的傳播過程程。應(yīng)力波波速是指單位時間間內(nèi)振動傳播播的距離；或或：應(yīng)力波沿沿桿件傳播的的運(yùn)動速度。。一般會達(dá)到幾幾千m/s。1.2應(yīng)力波在樁中中傳播的基本本規(guī)律擾動在介質(zhì)中中由近及遠(yuǎn)的的傳播即是應(yīng)力波。波動只是振動動狀態(tài)（振動動相位）的傳傳播。連續(xù)介介質(zhì)中各個質(zhì)質(zhì)點(diǎn)僅在它們們各自的平衡衡位置附近振振動，并沒有有隨振動的傳傳播而流動。。擾動與未擾動動的分界面稱稱為波陣面擾動的傳播速速度稱為波速引起應(yīng)力波的的外載荷為動載荷。動載荷是隨時間變化化而發(fā)生變化化的載荷1.2應(yīng)力波在樁中中傳播的基本本規(guī)律按照波的生成成區(qū)域劃分按照波的生成成區(qū)域，可分分為體波和面波。體波能夠在介介質(zhì)內(nèi)部任何何部位傳播，，面波只能沿沿介質(zhì)的表面面?zhèn)鞑?。按照體波的振振動形態(tài)劃分分按照體波的振振動形態(tài)可分分為縱波和橫橫波。縱波是一種伸伸縮運(yùn)動，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動方向向和波的前進(jìn)進(jìn)方向相同；；橫波是一種種剪切運(yùn)動，，質(zhì)點(diǎn)振動方方向和波前推推進(jìn)方向垂直直。1.2應(yīng)力波在樁中中傳播的基本本規(guī)律根據(jù)波陣面的的幾何形狀分分類根據(jù)波陣面的的幾何形狀，，應(yīng)力波可分分為平面波、柱面波和球面波。一般認(rèn)為為，平面波的波源是平平面載荷，，柱面波的波源是線線載荷，而而球面波的波源是點(diǎn)點(diǎn)載荷。根據(jù)波動方方程的自變變量個數(shù)分分類根據(jù)描述應(yīng)應(yīng)力波波動動方程的自自變量個數(shù)數(shù)，應(yīng)力波波可分為一維應(yīng)力波波、二維應(yīng)力波波和三維應(yīng)力波波。1.2應(yīng)力波在樁樁中傳播的的基本規(guī)律律應(yīng)力波的傳傳播具有反射、透射射、散射、、疊加、彌彌散（衰減）等特特性。（1）折射、、反射、透透射：應(yīng)力波由一一種介質(zhì)進(jìn)進(jìn)入另一種種介質(zhì)時，，傳播方向向發(fā)生改變變的現(xiàn)象稱稱為折射。當(dāng)應(yīng)力波傳傳播到兩種種介質(zhì)的阻阻抗變化分分界面時，，一部分從從界面返回回，形成反射波；另一部分分穿越界面面進(jìn)入到另另一種介質(zhì)質(zhì)，形成透射（折射射）波。1.2應(yīng)力波在樁樁中傳播的的基本規(guī)律律（2）疊加：兩列波相遇遇后，仍然然保持他們們各自的特特性（頻率率、波長、、振幅、震震動方向等等）不變，，并按照原原來的方向向繼續(xù)前進(jìn)進(jìn)，好象沒沒有遇到過過其它波一一樣。在相遇區(qū)域域內(nèi)，形成成波的疊加。任一點(diǎn)的的振動為兩兩列波單獨(dú)獨(dú)存在時在在該點(diǎn)所引引起的振動動位移的矢矢量和。1.2應(yīng)力波在樁樁中傳播的的基本規(guī)律律（2）樁與一維應(yīng)應(yīng)力波高應(yīng)變基本本假定一維應(yīng)力波波1.2應(yīng)力波在樁樁中傳播的的基本規(guī)律律假定樁身材料料是均勻的和和各向同性的的假定樁是線彈彈性桿件假定樁是一維維桿件假定縱波的波波長比桿的橫橫截面尺寸大大得多假定破壞只發(fā)發(fā)生在樁土界界面高應(yīng)變動力試試樁在原理上上就被簡化為為一維線性波波動力學(xué)問題題。高應(yīng)變的基本本假設(shè)1.2應(yīng)力波在樁中中傳播的基本本規(guī)律桿截面面在變變形過過程中中保持持為平平面，，沿軸軸向只只有均均布的的軸向向應(yīng)力力。從從而使使各運(yùn)運(yùn)動參參量都都只是是X和t的函數(shù)，，問題化化為一維維問題。。將材料的的本構(gòu)關(guān)關(guān)系限于于應(yīng)變率率無關(guān)理理論，即即認(rèn)為應(yīng)應(yīng)力只是是應(yīng)變的的單值函函數(shù)，不不計入應(yīng)應(yīng)變率對對應(yīng)力的的影響，，于是根根據(jù)虎克定律律，材料的的本構(gòu)關(guān)關(guān)系可寫寫為一維應(yīng)力力波1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律一維桿件件的波動動方程胡克定律律、牛頓頓第二定定律1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律一維桿件件應(yīng)力波波波動方方程C－應(yīng)力波在在桿件中中傳播的的一維波波速。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律波阻抗－桿件橫截截面所受內(nèi)力力增量與與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動速度度增量之之比。（（或質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動速速度變化化一個單單位速度度（1m/s）所需的的力。））Z=dF/dv=A?dσ/dv=A??Edεε/dv=EA/CZ=ρρcAρ：密度；；c：波速；；A：桿件橫橫截面積積。波阻抗Z大小由材材料性質(zhì)質(zhì)所決定定。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律泊松比：桿件橫向應(yīng)變變與縱向向應(yīng)變的的比值，，也叫橫橫向變形形系數(shù)，，它是反反映材料料橫向變變形的彈彈性常數(shù)數(shù)。彈性模量量：桿件縱向應(yīng)力力與縱向向應(yīng)變的的比值，，也叫楊楊氏模量量。一維彈性性桿件服服從虎克克定律，，即變形形與受力力成正比比1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律質(zhì)點(diǎn)速度度與應(yīng)力力應(yīng)變的的關(guān)系質(zhì)點(diǎn)的速速度與力力的關(guān)系系：V=Fc/EA質(zhì)點(diǎn)的速速度與應(yīng)應(yīng)力的關(guān)關(guān)系：V=σc/E質(zhì)點(diǎn)的速速度與應(yīng)應(yīng)變的關(guān)關(guān)系：V=εc1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律（3）一一維應(yīng)力力波的傳傳播特性性下行波和和上行波波一維波動動方程的的達(dá)朗貝貝爾通解解為：u(x,t)=f(x-ct)+g(x+ct)解由兩部部分組成成，分別別代表兩兩個行波波，其傳傳播速度度均為c而傳播方方向相反反，在豎豎向的樁樁身中傳傳播時通通常稱為為下行波波和上行行波。根據(jù)波動動理論，，一個任任意位移移波和與與它對應(yīng)應(yīng)的應(yīng)力力波在桿桿中的傳傳播僅僅僅隨時間間以波速速c沿正反方方向移動動而其形形狀保持持不變。。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律壓力波與與拉力波波按照對質(zhì)質(zhì)點(diǎn)振動動的作用用，將應(yīng)應(yīng)力波分分為壓力力波和拉拉力波，，壓力波波到達(dá)時時，質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)起始運(yùn)運(yùn)動方向向與壓力力波傳播播方向一一致，對對下一質(zhì)質(zhì)點(diǎn)施加加壓力；；拉力波波到達(dá)時時，質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)起始運(yùn)運(yùn)動方向向與拉力力波傳播播方向相相反，對對下一質(zhì)質(zhì)點(diǎn)施加加拉力。。材料力學(xué)學(xué)里規(guī)定定，壓正正拉負(fù)，，即壓力力為正，，拉力為為負(fù)。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律樁基檢測測中截面面速度的的正負(fù)應(yīng)力波為為壓力波波時，波波前的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)或截截面受后后方質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)或截面面的壓力力，將產(chǎn)產(chǎn)生向前前的運(yùn)動動趨勢，，即與應(yīng)應(yīng)力波的的傳播方方向一致致。應(yīng)力波為拉拉力波時，，波前的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)或截面面受后方質(zhì)質(zhì)點(diǎn)或截面面的拉力，，將產(chǎn)生向向后的運(yùn)動動趨勢，即即與應(yīng)力波波的傳播方方向相反。。1.2應(yīng)力波在樁樁中傳播的的基本規(guī)律律樁基檢測中中截面速度度的正負(fù)在樁基檢測測中，習(xí)慣慣取向下為為一維坐標(biāo)標(biāo)X的正向向，因此截截面運(yùn)動速速度V向下下為正，向向上為負(fù)。。當(dāng)下行波為為壓力波時時，截面的的運(yùn)動方向向向下，即即產(chǎn)生正的的速度；反反之下行的的拉力波則則將截面產(chǎn)產(chǎn)生向上的的運(yùn)動，即即負(fù)的運(yùn)動動速度。當(dāng)上行波為為壓力波時時，截面的的運(yùn)動方向向向上，即即負(fù)的速度度；反之上上行的拉力力波，截面面的運(yùn)動速速度為正。。1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律在下下行行波波中中，，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動動的的速速度度方方向向與與所所受受力力方方向向始始終終相相同同，，且且有有F↓↓=Zv↓↓。在上上行行波波中中，，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動動的的速速度度方方向向與與所所受受力力方方向向始始終終相相反反，，且且有有F↑↑=-Zv↑↑。在高高應(yīng)應(yīng)變變中中，，存存在在著著：：下下行行壓壓力力波波、、下下行行拉拉力力波波、、上上行行壓壓力力波波和和上上行行拉拉力力波波四四種種運(yùn)運(yùn)動動形形式式波波。。無論論是是下下行行壓壓力力波波還還是是下下行行拉拉力力波波，，都都符符合合F↓↓=Zv↓↓關(guān)系系；；無論論是是上上行行壓壓力力波波還還是是上上行行拉拉力力波波，，都都符符合合F↑↑=-Zv↑↑關(guān)系系。。上下下行行波波的的計計算算公公式式1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律下行行力力波波F↓↓=Zv↓↓上行行力力波波F↑↑=-Zv↑↑一般般情情況況下下，，在在樁樁身身任任一一位位置置截截面面上上量量測測到到的的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動動速速度度和和力力都都是是下下行行波波和和上上行行波波疊疊加加的的結(jié)結(jié)果果：：vm=v↓↓+v↑↑Fm=F↓↓+F↑↑v↓↓=(vm+Fm/Z)/2F↓↓=(Fm+Zvm)/2v↑↑=(vm-Fm/Z)/2F↑↑=(Fm-Zvm)/2上下下行行波波的的計計算算公公式式1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律Fê=Zvê下行波Fé=-Zvé上行波F=Fê+Fév=vê+véFê=??(F+Zv)Fé=??(F-Zv)上下下行行波波的的計計算算公公式式1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律一維維應(yīng)應(yīng)力力波波的的反反射射與與透透射射如果果桿桿件件內(nèi)內(nèi)存存在在變變阻阻抗抗的的界界面面，，應(yīng)應(yīng)力力波波將將在在此此發(fā)發(fā)生生反反射射和和透透射射。。Z1Z2X變阻阻抗抗界界面面F1↓F2↓F1↑右圖圖，，界界面面上上下下阻阻抗抗分分別別為為Z1和和Z2，，當(dāng)當(dāng)初初始始下下行行波波F1↓到達(dá)該界界面時，，產(chǎn)生反反射波F1↑和透射波波F2↓。根據(jù)界面面里的平平衡條件件，有：：F1↓+F2↓=F1↑根據(jù)界面面里的連連續(xù)條件件，界面面上下速速度相等等有：V1↓+V1↑=V2↓1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律分別推導(dǎo)導(dǎo)出反射射波和透透射波公公式：（反射波波）（透射波）Z1Z2XF↓1F↓2F↑1（反射波）（透射波）1.2應(yīng)力波在樁中中傳播的基本本規(guī)律反射波力的符符號取決于界界面上下阻抗抗的變化：Z2>Z1時時，反射波與與初始下行波波同號；Z2<Z1時時，反射波與與初始下行波波反號。透射波的力永永遠(yuǎn)與初始下下行波同號。。結(jié)論：當(dāng)樁身身存在阻抗減減小截面（缺缺陷）時，應(yīng)力波在該截截面產(chǎn)生的反反射波即上行行波，應(yīng)力的的符號為與初初始下行波相相反，即與樁樁頂沖擊波相相反；當(dāng)樁身身存在阻抗增增加截面（擴(kuò)擴(kuò)徑），則相相同。1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律反射射波波速速度度的的符符號號取取決決于于界界面面上上下下阻阻抗抗的的變變化化：：Z2>Z1時時，，反反射射波波與與初初始始下下行行波波反反號號；；Z2<Z1時時，，反反射射波波與與初初始始下下行行波波同同號號。。透射射波波的的速速度度永永遠(yuǎn)遠(yuǎn)與與初初始始下下行行波波同同號號。。結(jié)論論：：當(dāng)當(dāng)樁樁身身存存在在阻阻抗抗減減小小截截面面（（缺缺陷陷））時時，，應(yīng)力力波波在在該該截截面面產(chǎn)產(chǎn)生生的的反反射射波波即即上上行行波波，，其其速速度度為為與與初初始始下下行行波波相相同同，，即即與與樁樁頂頂沖沖擊擊波波相相同同；；當(dāng)當(dāng)樁樁身身存存在在阻阻抗抗增增加加截截面面（（擴(kuò)擴(kuò)徑徑）），，則則相相反反。。1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律桿底底即即樁樁底底的的反反射射當(dāng)樁樁端端為為自自由由端端時時，，其其邊邊界界條條件件是是受受力力為為零零。。F=F↓↓+F↑↑=0F↑↑=-F↓↓【上下下行行波波的的關(guān)關(guān)系系】-Zv↑↑=-（Zv↓↓）v↑↑=v↓↓v=v↓↓+v↑↑=2v↓↓結(jié)論論：：應(yīng)力力波波到到達(dá)達(dá)自自由由端端后后，，將將產(chǎn)產(chǎn)生生一一個個幅幅值值相相同同、、符符號號相相反反的的反反射射波波，，即即入入射射壓壓力力波波產(chǎn)產(chǎn)生生拉拉力力反反射射波波，，入入射射拉拉力力波波產(chǎn)產(chǎn)生生壓壓力力反反射射波波。。在在桿桿端端由由于于波波的的疊疊加加，，使使桿桿端端質(zhì)質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動動速速度度增增加加一一倍倍1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律樁端端為為固固定定端端時時，，其其邊邊界界條條件件是是速速度度為為零零。。V=V↓↓+V↑↑=0v↑↑=-v↓↓-F↑↑/Z=-（F↓↓/Z）【上下下行行波波的的關(guān)關(guān)系系】F↑↑=F↓↓F=F↓↓+F↑↑=2F↓↓結(jié)論論：：應(yīng)力力波波到到達(dá)達(dá)固固定定端端后后，，將將產(chǎn)產(chǎn)生生一一個個與與入入射射波波相相同同的的反反射射波波，，即即入入射射壓壓力力波波產(chǎn)產(chǎn)生生壓壓力力反反射射波波，，入入射射拉拉力力波波產(chǎn)產(chǎn)生生拉拉力力反反射射波波。。在在桿桿端端由由于于波波的的疊疊加加，，使使端端部部反反力力增增加加一一倍倍。。1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律當(dāng)樁樁端端約約束束介介與與自自由由端端與與固固定定端端之之間間時時實際際工工程程中中大大多多處處于于這這種種狀狀態(tài)態(tài)。。持力力層層對樁樁端端的的作作用用用用一一個個彈彈塑塑性性彈彈簧簧并并聯(lián)聯(lián)一一個個粘粘壺壺來來模模擬擬。。彈簧簧的的彈彈塑塑性性與與樁身材料特特性、幾何尺寸及樁端巖土體體的力學(xué)特特性相關(guān)。1.2應(yīng)力波在樁樁中傳播的的基本規(guī)律律結(jié)論：下行壓力波波（運(yùn)動速速度向下））遇自由端端反射為上上行拉力波波（運(yùn)動速速度向下）），端點(diǎn)力力為零，質(zhì)質(zhì)點(diǎn)速度加加倍。下行壓力波波（運(yùn)動速速度向下））遇固定端端反射為上上行壓力波波（運(yùn)動速速度向上）），端點(diǎn)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)速度為為零，力加加倍。下行拉力力波（運(yùn)運(yùn)動速度度向上））遇自由由端反射射為上行行壓力波波（運(yùn)動動速度向向上），，端點(diǎn)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)速度度加倍。。下行拉力力波（運(yùn)運(yùn)動速度度向上））遇固定定端反射射為上行行拉力波波（運(yùn)動動速度向向下），，端點(diǎn)質(zhì)質(zhì)點(diǎn)速度度為零。。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律一維應(yīng)力力波的疊疊加當(dāng)兩個波波同時到到達(dá)截面面時，該該截面的的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動將是是這兩個個波的代代數(shù)和。。對于上下下行波相相遇時，，截面的的作用力力F將等等于向下下行波各各自作用用力F↑和F↓的代數(shù)和和；截面面的運(yùn)動動速度V等于上上下行波波V↑和V↓的代數(shù)和和。F=F↑+F↓V=V↑+V↓但是離開開該截面面后，上上下行波波仍維持持原來力力和速度度大小繼繼續(xù)傳播播。例如如對于下下行壓力力波到達(dá)達(dá)自由樁樁底后，，其樁底底速度加加倍，力力為零，，但是產(chǎn)產(chǎn)生的上上行波離離開樁底底在樁身身內(nèi)傳播播時，樁樁身內(nèi)截截面的速速度和力力仍然是是原來大大小，但但是力的的符號相相反。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律一維應(yīng)力力波的疊疊加對于同向向而行的的應(yīng)力波波，即同同為下行行波或上上行波，，截面的的作用力力和速度度也符合合這個關(guān)關(guān)系。F=F1↑+F2↑V=V1↑+V2↑離開該截截面后，，由于應(yīng)應(yīng)力波的的傳播速速度只與與介質(zhì)有有關(guān)，因因此兩個個行波仍仍合并一一起繼續(xù)續(xù)傳播。。1.2應(yīng)力波在在樁中傳傳播的基基本規(guī)律律（4）土阻力引引發(fā)的應(yīng)應(yīng)力波在樁頂施施加足夠夠大的沖沖擊力，，樁身勢勢必向下下運(yùn)動，，樁周土土將會對對樁產(chǎn)生生向上的的阻力R。任意截面面的R作作用于該該截面，，將產(chǎn)生生一個向向上的壓壓力波F1↑，一個向向下的拉拉力波F2↓，而隨著這這兩個波的截截面運(yùn)動速度度都是負(fù)的。RF1↑F2↓上行波R下行行波波上段段樁樁身身下段段樁樁身身1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律RF1↑↑F2↓↓上行行波波R下行行波波上段段樁樁身身下段段樁樁身身截面面上上下下連連續(xù)續(xù)：：V1=V2根據(jù)據(jù)F=ZV，，則則有有：：F2↓=-F1↑為滿滿足足力力平平衡衡條條件件：：R=F1↑-F2↓故：：F1↑=R/2F2↓↓=-R/2F1↑將將作作為為上上行行波波返返回回樁樁頂頂，，F(xiàn)2↓作作為為下下行行波波與與樁樁身身內(nèi)內(nèi)其其它它下下行行波波一一起起向向下下運(yùn)運(yùn)動動。。1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律小結(jié)結(jié)一一下下：：下行行波波：：初始始沖沖擊擊波波樁側(cè)側(cè)土土阻阻力力下下行行波波上行行波波：：樁側(cè)側(cè)土土阻阻力力上上行行波波樁底底土土阻阻力力下下行行波波樁底底反反射射上上行行波波樁身身反反射射上上行行波波土阻阻力力截截面面變阻阻抗抗截截面面初始始沖沖擊擊波波上行行土土阻阻力力波波下行行土土阻阻力力波波上行行樁樁底底土土阻阻力力波波上行行反反射射波波上行行樁樁底底反反射射波波1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律我們們把把沿沿樁樁身身向向下下傳傳播播的的應(yīng)應(yīng)力力波波叫叫做做下下行行波波，，向向上上傳傳播播的的應(yīng)應(yīng)力力波波叫叫上上行行波波。。顯而而易易見見，，我我們們采采用用重重錘錘或或打打樁樁錘錘沖沖擊擊樁樁頂頂產(chǎn)產(chǎn)生生的的應(yīng)應(yīng)力力波波是是向向下下傳傳播播的的，，就就是是下下行行波波。。而而下下行行波波在在傳傳播播過過程程中中產(chǎn)產(chǎn)生生反反射射波波是是向向上上傳傳播播的的，，就就是是上上行行波波。。下行行波波、、上上行行波波1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律下行行波波上行行波波上行行波波為為0力和和速速度度未未分分開開力和和速速度度分分開開力和和速速度度合合攏攏上行行波波升升高高上行行波波降降低低1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律(1)在F——v圖中中，，凡凡是是下下行行波波都都將將使使兩兩條條曲曲線線同同向向平平移移，，原原有有距距離離保保持持不不變變；；凡凡是是上上行行波波則則都都將將使使兩兩者者反反向向平平移移，，互互相相靠靠攏攏或或互互相相分分離離．．(2)在F——V圖中中,如果果只只有有下下行行波波作作用用，，F(xiàn)(t)曲線線和和Z··v(t)曲線線將將保保持持比比例例．．(3)在F——V圖中中，，F(xiàn)(t)曲線線和和Z··v(t)曲線線的的相相對對移移動動直直接接反反映映了了上上行行波波的的作作用用。。1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律土阻阻力力在在實實測測曲曲線線上上將將····為為兩兩根根實實測測曲曲線線的的分分離離，，使使力力曲曲線線高高出出速速度度曲曲線線，，高高出出的的幅幅度度正正好好等等于于所所受受的的土土阻阻力力R．RR/21.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律1.1高應(yīng)應(yīng)變變的的基基本本概概念念1.2應(yīng)力力波波在在樁樁中中傳傳播播的的基基本本規(guī)規(guī)律律1.3承載載力力計計算算1.4完整整性性系系數(shù)數(shù)計計算算1.3承載載力力計計算算1.3承載載力力計計算算凱斯斯法法實測測曲曲線線擬擬合合法法1.3承載載力力計計算算1.3承載力力計算算CASE法的近近似假假定①樁樁身阻阻抗恒恒定，，即樁樁身截截面不不變，，樁身身材質(zhì)質(zhì)均勻勻且無無明顯顯的缺缺陷。。②只只考慮慮樁底底的動動阻尼尼，忽忽略樁樁側(cè)土土的動動阻尼尼，而而且靜靜阻力力始終終保持持恒定定。③應(yīng)應(yīng)力波波在傳傳播過過程中中沒有有能量量耗散散和信信號畸畸變。。④在在（t1~t1+4l/c）時段段內(nèi)樁樁側(cè)各各點(diǎn)的的摩阻阻力不不變。。（1）Case法的基基本假假定1.3承載力力計算算一維、、均質(zhì)質(zhì)、等等截面面、連連續(xù)的的線彈彈性，，基本本不考考慮樁樁身缺缺陷影影響，，應(yīng)變變與質(zhì)質(zhì)點(diǎn)速速度之之間滿滿足協(xié)協(xié)調(diào)方方程。。局限：：樁身自自阻尼尼衰減減沒有有考慮慮承載力力分析析時，，樁身身缺陷陷沒有有考慮慮，所所以缺缺陷樁樁誤差差更大大樁身塑塑性沒沒有考考慮，，低強(qiáng)強(qiáng)度樁樁、力力信號號過大大時存存在問問題錘擊偏偏心時時存在在問題題傳感器器過上上存在在問題題（2）樁的的力學(xué)學(xué)模型型1.3承載力力計算算①樁樁側(cè)土土的靜靜阻力力模型型樁側(cè)土土的靜靜阻力力模型型為理理想剛剛塑性性模型型理想剛塑性性靜阻力模模型的意義義為：樁側(cè)側(cè)土靜阻力力一經(jīng)激發(fā)發(fā)即達(dá)到極極限，且不不隨樁—土之間的相相對位移的的變化而變變化RsiRsuiUi②樁側(cè)土土的動阻力力模型CASE法忽略樁側(cè)側(cè)土的動阻阻力。（3）樁側(cè)土的的力學(xué)模型型1.3承載力計算算問題:彈性階段即即位移初始始增加階段段被忽略，，加載起始始階段即認(rèn)認(rèn)為已達(dá)到到極限承載載力狀態(tài)，，導(dǎo)致了極極限承載力力曲線上零零值也是極極限承載力力的謬誤。。要求：位移取值足足夠大，使使得極限承承載力出現(xiàn)現(xiàn)平坦段、、達(dá)到擬理理想剛塑性性狀態(tài)才可可以正確應(yīng)應(yīng)用——要求有更大大的打擊力力和動位移移（3）樁側(cè)土的的力學(xué)模型型1.3承載力計算算①樁端土土的靜阻力力模型樁端土的靜靜阻力模型型為理想剛剛塑性模型型RsiRsuiUi（4）樁端土的的力學(xué)模型型1.3承載力計算算②樁端土土的動阻力力模型CASE法的樁端土土的動阻力力模型采用用線性粘滯滯阻尼模型型（4）樁端土的的力學(xué)模型型1.3承載力計算算優(yōu)點(diǎn)：動阻力與與樁身質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動無關(guān)關(guān)，解耦承承載力計算算，得到解解析解指標(biāo)：CASE阻尼系數(shù)，，雖與持力力層塑性指指數(shù)有關(guān)，，但更多的的已演變成成一個與動動靜對比相相關(guān)的系數(shù)數(shù)了問題：動阻力與樁樁身廣義波波阻抗相關(guān)關(guān)，卻與樁樁底的無關(guān)關(guān)須確保樁側(cè)側(cè)動阻力較較小，樁側(cè)側(cè)須光滑、、等截面，，須有足夠夠位移持力層和樁樁側(cè)土層須須相差較大大僅考慮了牛牛頓粘性體體模型，沒沒有考慮慣慣性力等的的影響（4）樁端土的的力學(xué)模型型1.3承載力計算算在t1時刻，只有有下行波F↓(t1)在t2=t1+2L/c時刻，上行行波F↑(t2)的數(shù)據(jù)中包包含以下成成分：①錘擊產(chǎn)產(chǎn)生的初始始下行壓力力波在樁底反射產(chǎn)生的上行行拉力波，，由于波在在傳播中幅幅值保持不不變，該項項為-F↓(t1)。②全部上行的樁側(cè)側(cè)壓縮阻力力波的總和，即即R側(cè)/2。③全部下行的樁側(cè)側(cè)拉伸阻力力波經(jīng)樁底反射射后轉(zhuǎn)變?yōu)闉樯闲械膲簤嚎s波，其其值亦為R側(cè)/2。④樁端阻力的的上行波R端。（5）總阻力公公式1.3承載力計算算在t2=t1+2L/c時刻，就有有如下等式式成立F↑(t2)=R側(cè)/2+R側(cè)/2+R端-F↓(t1)=R側(cè)+R端-F↓(t1)F↑(t2)=Rt-F↓(t1)（把R總記為Rt）則有Rt=F↓(t1)+F↑(t2)F↓(t1)=1/2（（F(t1)+ZV(t1)）F↑(t2)=1/2（（F(t2)-ZV(t2)）則有Rt=1/2（（F(t1)+ZV(t1)）+1/2（F(t2)-ZV(t2)）1.3承載力計算算樁周土體的的總阻力可可看作靜阻阻力和動阻阻力之和：：Rt=Rs+RdRt：總阻阻力Rs：：靜阻力Rd：動動阻力，包包括樁側(cè)和和樁端（6）阻尼系數(shù)數(shù)法（RSP）承載力公公式土的動阻力力模型采用用的是線形形粘滯模型型，即Rd=Jv·Vt(t)Jv—為粘阻尼系系數(shù)。引入無量綱綱的阻尼系系數(shù)Jc（Jc為CASE阻尼系數(shù)）），則：Rd=JcZVt(t)Vt（t）：樁端運(yùn)運(yùn)動速度1.3承載力計算算影響樁端處處質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)運(yùn)動速度Vt的因素有：：（設(shè)樁端端自由）由向下傳播播的錘擊壓壓力F↓(t1)在樁尖處所所激發(fā)產(chǎn)生生的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)運(yùn)動總速度度Vt1為：Vt1=[2F↓↓(t1)]/Z由向下傳播的的拉力(樁側(cè)土阻力)-Rzc/2在樁尖處所激激發(fā)產(chǎn)生的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動總速速度Vt2為：Vt2=-[2??R側(cè)/2]/Z=-R側(cè)/Z由向上傳播的的壓力（樁端端土阻力）R端在樁尖處所激激發(fā)產(chǎn)生的質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動總速速度Vt3為：Vt3=-R端/Z將三部分進(jìn)行行疊加，則有有：Vt=Vt1+Vt2+Vt3=[2F↓(t1)?R側(cè)?R端]/Z=[2F↓(t1)?Rt]/Z1.3承載力計算Rs=Rt?Rd=Rt?Jc·[2F↓(t1)?Rt]=(1+Jc)Rt?Jc·[F(t1)+ZV(t1)]整理得：Rs=(1-Jc)[F(t1)+ZV(t1)]/2+(1+Jc)[F(t1+2L/C)-ZV(t1+2L/C)]/2變量：t1，L/c，Jc阻尼系數(shù)法一一般是選取F～ZV實測曲線中速速度峰值所對對應(yīng)的時刻為為t1時刻。一般意義上使使用，積累的的經(jīng)驗最為豐豐富（樁長適適中，端阻力力占比例不大大的摩擦樁））（6）阻尼系數(shù)法法（RSP）承載力公式式1.3承載力計算RSP法固定定選取第一峰峰值t1時刻刻作為計算起起始，但往往往速度達(dá)到峰峰值時，位移移不一定達(dá)到到峰值，也就就是位移峰值值比速度峰值值要滯后一定定時間。靜阻力作為位位移的函數(shù)，，按照RPS法計算承載載力勢必?fù)p失失相當(dāng)部分晚晚到的土阻力力，造成檢測測結(jié)果偏低。。顯然端阻力力較大的樁樁或者端阻阻力的充分分發(fā)揮需要要樁端位移移較大時（（如大直徑徑）按照RSP計算算承載力偏偏保守。此時我們需需要將兩個個計算時刻刻向后整體體移動，找找到最大值值。這就是是最大阻力力法，即RMX法。。計算都是通通過軟件自自動完成。。1.3承載力計算算（7）最大阻力力法（RMX）承載力公公式t1為變量：計算土的靜靜阻力中，，t1時刻的選擇擇可以是任任意的。在在保持2L/C時間段長度度不變的情情況下，t1時刻選擇從從速度峰值值相對應(yīng)的的時刻向后后延時，不不斷進(jìn)行計計算，其中中最大的靜靜土阻力就就是RMX。經(jīng)驗表明：：由最大土土阻力法計計算所得承承載力偏高高。適用用于于：上上升升時時間間短短或或土土的的彈彈限限值值大大，，土土阻阻力力來來不不及及充充分分發(fā)發(fā)揮揮的的情情形形。。（（端端承承樁樁或或端端阻阻力力充充分分發(fā)發(fā)揮揮需需較較大大位位移移））1.3承載載力力計計算算最大大阻阻力力修修正正法法1.3承載載力力計計算算摩擦擦端端承承樁樁——需需要要RMX修修正正摩擦擦樁樁——不不需需要要RMX修修正正1.3承載力力計算算樁身的的上部部就有有可能能早于于2L/C時刻產(chǎn)產(chǎn)生向向上的的反彈彈運(yùn)動動，作作用在在這些些樁段段上的的土阻阻力因因而將將反方方向加加到樁樁身上上。①長樁。當(dāng)錘錘擊力力波下下行到到樁身身下部部時，，上部部某質(zhì)質(zhì)點(diǎn)由由錘擊擊力產(chǎn)產(chǎn)生的的向下下運(yùn)動動速度度已經(jīng)經(jīng)很小小，若若此時時上行行的R側(cè)/2較大，與該該位置剩余余的錘擊力力疊加，會會使該質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)的ΣV﹤0。②難以貫入的的樁。由于樁難難以貫入，，由錘擊力力產(chǎn)生樁身身質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)運(yùn)動速度本本來就比較較小，而一一般來說樁樁側(cè)土阻力力會比較大大。當(dāng)錘擊擊力波下行行到樁身下下部時，較較大的上行行的R側(cè)/2，與該位置置剩余的錘錘擊力疊加加，會使該該質(zhì)點(diǎn)的ΣV﹤0。（8）卸載法（（RSU）承載力公公式1.3承載力計算算（8）卸載法（（RSU）承載力公公式適用于：長長樁，考慮慮了卸載效效應(yīng)1.3承載力計算L/c是變量：最小阻力法RMN：固定定起始時刻t，變動t+2L/C尋尋找最小承載載力。適用于于樁底反射不不明顯，樁身身缺陷存在使使樁底反射滯滯后或樁極易易被打動，可可避免高估承承載力。（9）最小阻力法法（RMN）承載力公式式1.3承載力計算自動法：在樁樁尖質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動動速度為0時時，動阻力也也為0，此時時有兩種與J無關(guān)的承載載力計算方法法，RAU和和RA2。RAU適用于于樁側(cè)阻力很很小的情況，，比較適合于于端承樁RA2：適用用于樁側(cè)阻力力適中的場合合。1.3承載力計算阻尼系數(shù)法RSP：一般意義上使使用，積累的的經(jīng)驗最為豐豐富;單擊貫入度在在6~7mm的情況。最大阻力法RMX：上升時間短或或土的彈限值值大，土阻力力來不及充分分發(fā)揮的情形形。最小阻力法RMN：樁底不明顯時時，更偏安全全；適用于樁樁身存在缺陷陷，樁底反射射滯后，單擊擊貫入度較大大。卸載法RSU：長樁，考慮了了阻力的卸載載效應(yīng)。端承樁自動計計算值RAU：短樁、端承樁樁（樁底速度度為零時對應(yīng)應(yīng)的值）摩擦樁自動計計算公式RA2：摩擦樁，據(jù)說說與擬合值接接近（10）各種方法的的適用范圍1.3承載力計算（11）實測曲線擬合合法由于CASE法對樁土體系系進(jìn)行了一系系列的假定，，而實際應(yīng)用用中常常得不不到滿足，誤誤差較大，甚甚至?xí)?dǎo)致錯錯誤的結(jié)論，，因此Goble等人發(fā)展了CAPWAP法，即實測曲曲線擬合法。。由于CASE法對樁土體系系進(jìn)行了一系系列的假定，，而實際應(yīng)用用中常常得不不到滿足，誤誤差較大，甚甚至?xí)?dǎo)致錯錯誤的結(jié)論，，因此Goble等人發(fā)展了CAPWAP法，即實測曲曲線擬合法。。CAsePileWaveAnaysisProgramCAPWAP1.3承載力計算1分別建立樁側(cè)側(cè)和樁端的樁樁土模型RshaftRtoe5繼續(xù)計算比較較4調(diào)整樁土模型型參數(shù)3比較計算曲線線Fc和實測曲線Fm2計算出出一條條曲線線FcvmFcFm不斷重復(fù)直到得到滿意的擬合結(jié)果實測曲曲線擬擬合法法1.3承載力力計算算卸載參數(shù)總阻力、分層阻力分布阻尼彈限個別的參數(shù)ReadPDA的實測值：檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量SetU建立樁模型：假定阻力參數(shù)分析：確定擬合質(zhì)量RiOK？JiOK？QiOK？擬合OK？繪圖打印結(jié)果實測曲線擬合法流程圖1.3承載力力計算算1.3承載力力計算算1.3承載力力計算算1.3承載力力計算算1.1高應(yīng)變變的基基本概概念1.2應(yīng)力波波在樁樁中傳傳播的的基本本規(guī)律律1.3承載力力計算算1.4完整性性系數(shù)數(shù)計算算1.4完整性性系數(shù)數(shù)計算算1.4完整性性系數(shù)數(shù)計算算對于等等截面面均勻勻樁，，只有有樁底底反射射能形形成上上行拉拉伸波波，且且一定定是在在2L/c時刻到到達(dá)樁樁頂實測信信號中中2L/c之前看看到上上行拉拉伸波波，一一定是是由于于樁身身阻抗抗減小小引起起。當(dāng)沒有有土阻阻力影影響時時，只只有下下行波波：Z1Z2（1））無土土阻力力時的的完整整性系系數(shù)1.4完整性性系數(shù)數(shù)計算算當(dāng)有土土阻力力時Z1Z2t1對等截截面樁樁頂下下第一一個缺缺陷才才算嚴(yán)嚴(yán)格成成立。。（2）有土土阻力力時的的完整整性系系數(shù)1.4完整性性系數(shù)數(shù)計算算截面的的完整整性系系數(shù)為為Z1（2）有土土阻力力時的的完整整性系系數(shù)2檢測系系統(tǒng)2檢檢測系系統(tǒng)2.1檢測儀儀器2.2傳感器器2.3檢測對對象2.4錘擊設(shè)設(shè)備2.1檢測儀儀器（1）基本本要求求檢測儀儀器的的主要要技術(shù)術(shù)性能能指標(biāo)標(biāo)不應(yīng)應(yīng)低于于現(xiàn)行行行業(yè)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《基樁動動測儀儀》JG/T3055規(guī)定的的2級標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。高應(yīng)變變法檢檢測儀儀器屬屬于法法定計計量設(shè)設(shè)備：：生產(chǎn)廠廠家必必須具具備生生產(chǎn)許許可證證。檢測儀儀器能能通過過計量量部門門檢定定具備防防塵、、防潮潮、防防震性性能適應(yīng)惡惡劣條條件（（溫度度變化化、防防水等等）2.1檢測儀儀器武漢中中巖科科技有有限公公司生生產(chǎn)的的RSM系列儀儀器武漢巖巖海工工程技技術(shù)有有限公公司生生產(chǎn)的的RS系列儀儀器美國樁樁基動動力學(xué)學(xué)公司司（PDI）生產(chǎn)產(chǎn)的PAK型和PAL型打樁樁分析析儀（2）常見見儀器器2.2傳感器器應(yīng)變環(huán)環(huán)F=EAεε=ρρAC2ε（1）測力力傳感感器2.2傳感器器（2）測速速度傳傳感器器加速度度計ZV=ρAC∫∫adt量程：：混凝土土樁1000~2000g鋼樁3000~5000g選擇擇原原則則：：選擇擇的的量量程程大大于于預(yù)預(yù)估估最最大大沖沖擊擊加加速速度度的的1倍以以上上2.3檢測測對對象象檢測測對對象象本方方法法適適用用于于檢檢測測基基樁樁的的豎豎向向抗抗壓壓承承載載力力和和樁樁身身完完整整性性；；監(jiān)測測預(yù)預(yù)制制樁樁打打入入時時的的樁樁身身應(yīng)應(yīng)力力和和錘錘擊擊能能量量傳傳遞遞比比，，為為沉沉樁樁工工藝藝參參數(shù)數(shù)及及樁樁長長選選擇擇提提供供依依據(jù)據(jù)。。對于于大大直直徑徑擴(kuò)擴(kuò)底底樁樁和和Q-S曲線線具具有有緩緩變變型型特特征征的的大大直直徑徑灌灌注注樁樁，，不不宜宜采采用用本本方方法法進(jìn)進(jìn)行行豎豎向向抗抗壓壓承承載載力力檢檢測測。。進(jìn)行行灌灌注注樁樁的的豎豎向向抗抗壓壓承承載載力力檢檢測測時時，，應(yīng)應(yīng)具具有有現(xiàn)現(xiàn)場場實實測測經(jīng)經(jīng)驗驗和和本本地地區(qū)區(qū)相相近近條條件件下下的的可可靠靠對對比比驗驗證證資資料料。。理解解：：混混凝凝土土灌灌注注樁樁、、預(yù)預(yù)制制樁樁、、鋼鋼管管樁樁、、組組合合樁樁等等剛剛性性樁樁2.4錘擊設(shè)備備（1）規(guī)范對對形狀的的要求JGJ106《建筑基樁樁檢測技技術(shù)規(guī)范范》規(guī)定：重錘應(yīng)該該形狀對對稱，高高徑（寬寬）比不不得小于于1。當(dāng)采取落落錘上安安裝加速度傳傳感器的方式實實測錘擊擊力時，，重錘的的高徑（（寬）比比應(yīng)在1.0～1.5范圍內(nèi)。。2.4錘擊設(shè)備備選擇錘重重應(yīng)考慮慮以下因因素：①所測承載載力及樁樁的承載載性狀的的影響。。承載力力越大，，錘越重重；承載載力構(gòu)成成中端阻阻力占的的比例越越大，則則要求錘錘越重。。②樁徑的影響響。樁徑越越大，樁本本身的慣性性越大，錘錘與樁匹錘錘提配能力力下降，要要求錘越重重。此外，，樁徑的增增大也會增增大土的彈彈限，導(dǎo)致致對錘重的的要求增加加。③樁長的影響響。樁越長長，應(yīng)力波波在傳播過過程中的衰衰減越大，，樁中下部部及端阻力力就越難激激發(fā)，因而而要求的錘錘重越重。。（3）錘重選擇擇應(yīng)該考慮慮的因素2.4錘擊設(shè)備④巖土彈限的的影響。樁樁側(cè)、樁端端土的彈性性極限較大大。土的彈彈限越大，，意味著激激發(fā)巖土阻阻力所需的的樁土相對對位移越大大，要求錘錘重越重。。⑤樁墊的影響響。樁墊的的選擇應(yīng)是是保證充分分激發(fā)巖土土阻力前提提下，盡量量選擇較軟軟的樁墊。。⑥提倡“重錘錘低擊”。?！拜p錘高高擊”雖然然可以提高高錘擊能量量，但常會會打碎樁頭頭。高應(yīng)變變試樁應(yīng)大大力提倡““重錘低擊擊”。（3）錘重選擇擇應(yīng)該考慮慮的因素2.4錘擊設(shè)備（4）常見的錘錘擊設(shè)備錘擊設(shè)備可可以采用筒筒式柴油錘錘、液壓錘錘、蒸汽錘錘等具有導(dǎo)導(dǎo)向裝置的的打樁機(jī)械械，但不得采用用導(dǎo)桿式柴柴油錘、振振動錘。（JGJ&TB）打樁機(jī)械或或類似的裝裝置均可作作為錘擊設(shè)設(shè)備。（JTJ）激振宜采用用由鑄鐵或或鑄鋼整體體制作而成成的自由落落錘。（JT